鋁以其多樣性和可成型性而聞名。實際上,很難想到一個行業在過去100年中并未因引入鋁而發生深刻的變化。從家居用品到汽車再到電子設備,鋁的應用隨處可見。
但也需要注意的是,鋁并非總是容易形成的材料。關鍵的是,每種合金對工業過程的反應都不同。即使是單一合金,也可以根據其進行何種熱處理而以各種方式進行回火。考慮到這一點,制造商必須密切注意針對任何特定應用選擇的合金。
今天,我們將研究鋁的各種成型方法以及必須克服的挑戰。盡管這只是概述,但在選擇特定合金以完成工作之前,請務必仔細查看應用程序的所有要求,這一點至關重要。
鋁確實是一種了不起的材料。自20世紀初發展以來,由于其許多有益的特性,它幾乎影響了每個行業。它不僅重量極輕,而且強度/重量比高,而且還耐腐蝕并且在外觀上具有吸引力。其他好處包括易于回收利用,并為經常有特定形狀要求的制造商和設計師提供了許多可能性。
這就是可成型性的體現。由于鋁的多功能性,在成型鋁合金時有許多不同的選擇,以確保滿足您所需的規格。成形過程采用某種形式的應力,包括壓縮和拉伸,以使材料變形為所需的形狀而不會損壞材料。沒有實際的材料被去除。
在鋁的各種應用中,有很多是通過擠壓工藝制造的,鋁擠壓工藝:即通過迫使加熱的鋁坯料通過模具以產生所需的橫截面,來制造擠出的鋁產品。然后可以將擠壓鋁型材切割成適當的長度,并進行進一步處理。
另一種非常受歡迎的成型技術之一是軋制。這是鋁材通過重型輥以將金屬壓平至均勻厚度的時候。軋制被歸類為壓縮成形。
拉伸成形是成形的另一大類。這包括拉伸(沿縱向軸施加載荷),膨脹(由于切向載荷導致中空體的尺寸增加)和凹陷(其中通過拉伸載荷產生凹陷)。
同樣常見的是彎曲,該過程涉及沿直軸創建V形,U形或槽形。常用于鈑金。其他成型選項包括旋轉和壓痕等。
盡管在形成鋁材時可以有許多選擇,但事實是,使用這種金屬存在一定的挑戰。首先,與鋼等其他流行金屬相比,鋁往往缺乏彈性。這意味著您必須小心使用成形技術,以避免起皺。
另外,如果您在工件和成形模具之間不使用潤滑劑,則可能會導致兩者之間的劇烈機械相互作用。這種相互作用會導致鋁的粘著磨損。這不僅會對鋁的表面質量產生不利影響,還會磨損模具或使其無法使用。
無論您有什么具體要求,都需要事先做好功課。無論是花時間進行原型設計還是要確保只選擇正確的合金,都可以克服鋁成型帶來的挑戰。
眾所周知,根據用于識別鋁合金的4位數字,可以將鋁合金分為不同的系列。從廣義上講,每個系列對形成的反應都不同。例如,1xxx系列合金通常可提供很好的成形性,而2xxx系列合金雖然易于加工,但成形性卻不高。
3xxx,4xxx和5xxx系列都是相對可成形的。 7xxx系列與2xxx系列一樣,以易于加工而著稱,但不適用于成型應用。另外,通常認為8xxx系列鋁具有很好的可成型性,并且是需要它的應用的理想選擇。
一些值得注意的特定合金包括合金3003、5052、5083和6061;均以其可成型性而聞名。
當然,合金本身并不是決定鋁材性能的唯一因素。根據經驗,當處理不可熱處理的合金時,可通過加工硬化獲得額外的強度,這樣就可以在退火階段達到所需的性能。另一方面,對于可熱處理的合金,可以通過加熱金屬然后淬火來提高強度。
依賴于鋁成型的應用通常包括:建筑裝飾材料、散熱器、工業流水線、家具配件、戶外用具、電子及通訊設備、攝影器材等。
無論您的鋁應用是什么,都可能會涉及某種成型技術,例如,如果您使用的是片材,板材或擠壓件,則將在購買之前就已成型。